زندگی بیگانه؟ چرا احتمال انتشار گاز هلیوم از سیاره فراخورشیدی LHS 1140b بسیار هیجان انگیز است؟

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

تابستان امسال، علم سیارات فراخورشیدی - مطالعه سیاراتی که به دور ستارگان فراتر از خورشید ما می چرخند - گام بزرگی به جلو برداشت. گزارش‌هایی مبنی بر خروج گاز هلیوم از جو LHS 1140b، این سیاره فراخورشیدی را از صفحات مجلات علمی به رسانه‌های جریان اصلی سوق داد.

LHS 1140b به دور یک ستاره کم‌نور و قرمز در صورت فلکی قبرس - که در اساطیر یونانی از نام یک هیولای دریایی شبیه نهنگ گرفته شده است - و درست در کنار "W" صورت فلکی Cassiopeia که به راحتی قابل تشخیص است می‌چرخد. اما خیره نشوید - به نظر می رسد حدود 10000 بار کم نورتر از کم نورترین ستاره ای است که می توانید با چشم غیر مسلح خود ببینید.

این سیاره فراخورشیدی مورد توجه ویژه ای است زیرا یک جهان سنگی بالقوه در "منطقه قابل سکونت" ستاره ای است که به دور آن می چرخد. این بدان معنی است که ممکن است دمایی داشته باشد که بتواند آب مایع را روی سطح خود بگذارد.

مشاهدات قبلی LHS 1140b با تلسکوپ فضایی جیمز وب وجود یک جو غنی از هیدروژن را رد کرد - جوی به اصطلاح "اولیه" که تصور می شود همگام با سیارات جوان شکل می گیرد و به زودی در فضا گم می شود.

ستاره شناسان فکر می کنند همه سیارات سنگی ممکن است دارای جو اولیه باشند و اندکی پس از شکل گیری آن را از دست بدهند. این یک مرحله کوتاه و گذرا در داستان آنهاست.

با این حال، مشاهده گزارش شده از هلیوم ممکن است نشان دهنده یک جو "ثانویه" باشد که تصور می شود پایدارتر و طولانی تر باشد. جوهای ثانویه در اطراف سیارات خود باقی می مانند و می توانند توسط ستاره شناسان مورد مطالعه قرار گیرند.

بر روی زمین، جو ثانویه ما میلیاردها سال است که با ما بوده است و تعادل شیمیایی آن منعکس کننده اثرات ترکیبی زمین شناسی، شیمی و در نهایت حیات است.

LHS 1140b به دور یک ستاره کوتوله قرمز حدود یک پنجم جرم خورشید ما اما حدود 300 برابر کم نورتر می گردد. با این حال، همانطور که از زمین مشاهده می شود، این ستاره با یک شیب معمولی هر 24.7 روز کم نور می شود.

با توجه به اندازه کاهش روشنایی، دانشمندان تیمی که این سیاره را در سال 2017 کشف کردند، آن را 1.7 برابر بزرگتر از زمین تخمین زدند. مشاهدات بعدی نشان داد جرم این سیاره کمی بیش از پنج برابر زمین است.

چنین «ابر زمین‌هایی» جزو کم جرم‌ترین سیاراتی هستند که در حال حاضر می‌توانیم آن‌ها را شناسایی کنیم و برخی از بهترین نامزدها برای کشف حیات فراتر از منظومه شمسی را نشان می‌دهند. اما برچسب گذاری دقیق چنین جهان هایی برای ستاره شناسان مشکل ایجاد می کند.

در منظومه شمسی خودمان، سیاره بعدی در مقایسه با زمین، اورانوس است که 14 برابر جرم زمین دارد. سپس نپتون با 17 جرم زمین می آید.

بنابراین LHS 1140b یک ابر زمین است یا یک نپتون کوچک؟ ما ایده کمی داریم، عمدتا به این دلیل که نمونه هایی از چنین جهان های نزدیک به خانه را نداریم. این نقطه کور در دانش ما از فیزیک سیاره‌ها یک نقطه کور است، زیرا به نظر می‌رسد که جهان‌های زیر نپتونی رایج‌ترین نوع سیاره‌ها هستند.

یک سیاره فراخورشیدی صخره‌ای و زمین مانند با جوی قابل سکونت در منطقه قابل سکونت حتی یک ستاره کم نور و قرمز به دلیل پتانسیل آن برای میزبانی حیات، یک کشف علمی بزرگ خواهد بود. با این حال، مانند تمام علوم پیشرفته، شیطان در جزئیات است.

مطالعه اتمسفر سیارات فراخورشیدی یکی از هیجان انگیزترین مناطق در نجوم مدرن است. از 150 سال پیش، مطالعات پیرامون پوشش‌های گازی بیرونی ستارگان - اتمسفر ستارگان - شروع به علمی کرد که امروز آن را اخترفیزیک می‌نامیم.

به روشی مشابه، مطالعات اتمسفر سیارات آنها ممکن است به پاسخ به این سؤال منجر شود: آیا آنها میزبان حیات بیگانه هستند؟

همانطور که گفته شد، LHS 1140b از اهمیت ویژه ای برخوردار است زیرا در "منطقه قابل سکونت" ستاره خود قرار دارد و ممکن است دمای سطحی بین 0 درجه سانتیگراد (32 درجه فارنهایت) تا 100 درجه سانتیگراد (212 درجه فارنهایت) داشته باشد که می تواند به آب مایع و حیات احتمالی روی سطح آن اجازه دهد.

با این حال، مراقبت از چنین شرایطی لازم است. اگر LHS 1140b تمام تشعشعات ستاره‌ای را که به آن می‌تابد جذب کند، به دمای تعادلی 30- درجه سانتی‌گراد (22- درجه فارنهایت) می‌رسد، به ظاهر سرد اما در محدوده‌ای که اثر گلخانه‌ای اتمسفر غلیظ می‌تواند سیاره را تا دمای ملایم‌تری گرم کند.

با این حال، اگر یک پردازش ریاضی واقعی‌تر از این سیاره انجام شود، آنگاه LHS 1140b ممکن است به ۹۰- درجه سانتی‌گراد (۱۳۰- درجه فارنهایت) سرد باشد که با مریخ امروزی قابل مقایسه است.

این دومین باری است که اخترشناسان حتی ذره ای از اتمسفر را در اطراف سیاره ای شبیه به زمین از راه دور ثبت می کنند. اولین بار در اطراف سیاره فراخورشیدی Gliese 1214b بود.

به جای خود فضای ادعا شده، نتیجه ضعیف و ظریف است. مشاهده دوم از سیاره در مطالعه وجود هلیوم را نشان نداد. چرا این امر نامشخص است.

علاوه بر این، اعدادی که مبنای محاسبات شرایط سطح در LHS 1140b هستند، شامل فرضیات مهم و آزمایش نشده است.

با این حال، این پیشرفت، هر چند تدریجی، به سمت هدف طیف‌سنجی جوی جهان‌های بالقوه قابل سکونت است. و فراموش نکنیم که این تنها گام رو به جلو نتیجه سالها تلاش اختصاصی تیم علمی مسئول بود. برای آن، آنها مستحق شناسایی، احترام و بودجه آینده هستند.

و هدف والاتر از تشخیص حیات در چنین دنیاهایی از روی گازهای کمیاب در جو آنها چیست؟ کدام مولکول‌های بالقوه بیوژنیک شواهد روشنی را ارائه می‌کنند - به اصطلاح "تفنگ سیگار کشیدن" - از زندگی؟

آیا پاسخ ممکن است در جو خود ما نهفته باشد که توسط مولکول های اکسیژن و متان غنی شده است؟

پاسخ خود من، و شاید ناامیدکننده برای کسانی که برای اکتشافات بیشتر بی‌صبر هستند، این است که احتمالا زمانی که هزاران جو سیاره فراخورشیدی را رصد کنیم، تصویر بسیار واضح‌تری خواهیم داشت، نه یک یا دو. ما به طبیعت نیاز داریم تا قوانینی را به ما بیاموزد که جوهای سیاره ای بر اساس آن کار می کنند و این کار تازه شروع شده است.

اما اگر سفر هزار سیاره با یک گام آغاز شود، پس با این مشاهدات اخیر LHS 1140b ما به تازگی دومین سفر خود را انجام داده ایم. سفر در حال انجام است.

Collin Cherubim و همکاران، هلیوم در حال فرار از جو یک سیاره فراخورشیدی صخره ای نزدیک که در یک منطقه قابل سکونت در حال گردش است، Science (2026). DOI: 10.1126/science.aea9708

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →

این مقاله از The Conversation تحت مجوز Creative Commons بازنشر شده است. مقاله اصلی را بخوانید.